В двух областях работают по 160 рабочих, каждый из которых готов трудиться по 5 часов в сутки на добыче алюминия или никеля. В первой области один рабочий за час добывает 0,1 кг алюминия или 0,3 кг никеля. Во второй области рабочие объединены в две бригады, одна из которых добывает алюминий, а другая — никель, причем для добычи
Для нужд промышленности можно использовать или алюминий, или никель, причём 1 кг алюминия можно заменить 1 кг никеля. Какую наибольшую суммарную массу металлов можно добыть в двух областях за сутки?
Поскольку алюминий и никель взаимозаменяемы, необходимо, чтобы в каждой области независимо от другой было добыто наибольшее количество металла. Поэтому все рабочие первой области должны быть направлены на добычу никеля, который они добывают втрое более эффективно, чем алюминий. За сутки ими будет добыто 160 · 5 · 0,3 = 240 кг никеля.
Пусть во второй области алюминий добывают y рабочих, а никель — 160 − y рабочих. Тогда за сутки они добудут кг
кг
для неотрицательных целых y, не больших 160. Имеем:
Найдем нули производной:
При y меньших 80 производная положительна, а при y больших 80 производная отрицательна, поэтому в точке 80 функция достигает максимума равного наибольшему значению функции на исследуемом промежутке.
Таким образом, 80 рабочих второй области следует направить на добычу алюминия и 80 — на добычу никеля. Они добудут 40 кг металла. Совместно рабочие первой и второй области добудут 280 кг металла.
Ответ: 280 кг.
Примечание.
Можно было обойтись без производной. Напомним, что наибольшее значение функции на отрезке
достигается в точке
и равно
Доказательство можно получить, например, возведением в квадрат.
В нашем случае
поэтому искомое наибольшее значение
достигается в точке, где
то есть при
Приведём геометрическое решение.
Пусть во второй области на добычу алюминия будет отведено человеко-часов, а на добычу никеля —
человеко-часов. Всего рабочих 160, работая по 5 часов, они вырабатывают 800 человеко-часов в сутки, поэтому
Для таких значений переменных требуется определить наибольшее значение количества добытого металла
Таким образом, необходимо определить наибольшее значение параметра s, при котором прямая, задаваемая уравнением
будет иметь с окружностью
общие точки, лежащие в первой координатной четверти.
Из рисунка видно, что точка касания является серединой гипотенузы равнобедренного прямоугольного треугольника. Координаты точки касания должны удовлетворять уравнению окружности. Тогда
откуда
при

